圖3-8 半導體產業價值鏈
3.5 半導體製程技術生命週期
半導體製程技術的生命週期(technology life cycle)如同 Khalil[6]所描述，可分成六個 技術階段：(1) 技術發展階段；(2) 開始應用階段；(3)應用成長階段；(4) 技術成熟階段；
(5) 替代技術階段；(6) 技術衰退階段；如圖 3-9 顯示。
在半導體產業裡，每一家半導體製造廠發展及採用新世代技術的時間點不盡相同，
領導廠商會較其他同業率先投資發展新世代技術。隨著新世代製程技術開發愈來愈困 難，研發成本亦愈來愈高，今日許多業者籌組策略聯盟，一方面可分享個自技術專長，
加快研發速度，一方面可分擔研發成本。
IC規格 IC設計 光罩製作 晶圓製程 IC封裝 IC測試
IDM 整合元件製造廠
IDM 整合元件製造廠
IC設計公司 光罩製造廠 晶圓代工廠 IC封裝測試廠 IC封裝 IC測試 19861986年前年前
1990年代1990年代
IDM 整合元件製造廠
IC設計公司
光罩製造廠 晶圓代工廠 IC封裝測試廠 IC封裝 IC測試
設計 服務公司 IP
供應商
2000年2000年 以後以後
IC規格 IC設計 光罩製作 晶圓製程 IC封裝 IC測試
IDM 整合元件製造廠
IDM 整合元件製造廠
IC設計公司 光罩製造廠 晶圓代工廠 IC封裝測試廠 IC封裝 IC測試 19861986年前年前
1990年代1990年代
IDM 整合元件製造廠
IC設計公司
光罩製造廠 晶圓代工廠 IC封裝測試廠 IC封裝 IC測試
設計 服務公司 IP
供應商
2000年2000年 以後以後
資料來源：Khalil [6]
圖3-9 半導體製程技術的生命週期
在技術發展期間，製程設備僅用來做實驗，不會有任何產能。待技術研發完畢並驗 證成功後，研發部門才會將新世代技術移轉給生產單位。之後，IC 產品的電路設計需要 開始採用新世代技術，生產單位才有產品可以用新製程生產。
在開始應用階段，IDM 公司因在同一家企業內有 IC 設計及 IC 生產能力，從技術發 展階段至開始應用階段的間隔不會太久。然而在晶圓代工廠(wafer foundry)，新技術研 發完畢後，需要先說服客戶新世代製程技術帶來的好處(譬如 IC 功能提升、成本下降 等)，若新製程技術符合客戶(IC 設計公司)的產品策略，客戶才會開始採用新技術來設計 產品。新 IC 設計完成後交給晶圓代工廠試產，再驗證產出結果是否帶來預期的好處。
如此一來，晶圓代工廠的開始應用期會拖得比較久。在這個階段，有些技術後進廠商(技 術追隨者)會透過技術授權(technology licensing)方式取得新技術。因此，在這個階段的 設備採購量還不會很大。
在應用成長期階段，新製程技術的優勢開始顯現，市場上僅有少數幾家技術領導的 製造廠能提供此技術，因此可享受較高的售價與獲利。當愈來愈多 IC 產品設計採用此 技術，市場需求快速成長，將有更多半導體製造廠投入及擴充此世代製程的產能，相關 設備的採購量亦隨著增加。
到了技術成熟期，該世代技術成為半導體製造的主流技術，大多半導體廠皆採用此 技術，廠商間的競爭主要以成本差異化，市場需求成長速率將變得遲緩。該技術世代在 此階段的產能達到頂點。在此階段，技術領導廠商已推出下一世代的技術作差異化並提 高獲利。
進入替代技術期，有些產品將因獲利不佳而停產，廠商改用下一世代技術推出新產 品。該世代技術需求將持續衰退，最後進入技術衰退期，只有低階產品及特殊產品採用 此技術，技術衰退期可能拉得很長。
在產業的實際運作，同一時間會有多重世代的技術(multiple-generation technologies) 被採用，廠商將根據其產品策略採用最適合的技術。以下舉兩個產業的實際案例。圖3-10 顯示晶圓代工廠(wafer foundry)於 1999~2001 年間採用的多重世代製程技術。而圖 3-11 顯示DRAM 記憶體製造廠於 1999~2001 年間採用的多重世代製程技術。
時間 技術發展期 開始應用期 應用成長期 技術成熟期 替代技術期 技術衰退期
產能
時間 技術發展期 開始應用期 應用成長期 技術成熟期 替代技術期 技術衰退期
產能
資料來源：TSMC, Applied Materials
圖3-10 晶圓代工廠採用的多重世代製程技術
資料來源：Micron, Samsung, Hynix, Applied Materials
圖3-11 DRAM 記憶體採用的多重世代製程技術 0%
20%
40%
60%
80%
100%
1Q'99 2Q'99
3Q'99 4Q'
99 1Q'00
2Q'00 3Q'00
4Q'00 1Q'01
2Q'01 3Q'01
>=0.5µ
0.35µ
0.25µ
<=0.18µ
晶圓出貨量組合
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1Q'99 2Q'99 3Q'99 4Q'99 1Q'00 2Q'00 3Q'00 4Q'00 1Q'01 2Q'01 3Q'01 4Q'01